Достоинства и недостатки центробежных насосов

Все эксплуатируемые насосные устройства предназначаются для взаимодействия с жидкостью и отличаются по характеру воздействия функциональных составляющих на воду.

Все насосы делятся на 2 основных категории:

  1. Динамические.
  2. Объемные.

В динамических устройствах жидкость перекачивается под действием сил, взаимодействующих с водой в рабочих полостях между входным и выходным отверстием устройства. Центробежные насосы считаются характерными представителями указанной категории. Подробное описание классификации таких устройств приводится в данной статье.

Содержание

Разновидности центробежных насосов

Основной функциональной составляющей каждого центробежного насоса является колесо с лопастями, расположенное на специальном валу в корпусе в виде спирали. Такой насос функционирует за счет действия центробежной силы. Жидкость попадает в рабочий корпус в осевом направлении. Когда лопасти вращаются, вода придавливается к стенкам корпуса, а затем выходит под напором через нагнетательное отверстие. На месте входа воды в насос уровень давления снижается, а в области рабочего колеса – возрастает. Основной функциональной особенностью центробежных насосов является возможность непрерывной подачи воды.

Различают такие виды центробежных насосов:

  • Одноступенчатые горизонтальные. Конструктивные особенности обуславливают название этих консольных механизмов, в которых рабочее колесо устанавливается на наконечнике вала. В этой ситуации вал выполняет функцию консоли, на расстоянии между фронтальным подшипником и колесом. Насос при этом фиксируется на фундаментальной плите, которая также удерживает электрический двигатель;
  • Многоступенчатые горизонтальные. Эти устройства имеют несколько рабочих колес на одном валу. Функциональные характеристики таких устройств сопоставимы с несколькими насосами, установленными на один водопровод. Основной задачей таких насосов является образование высокого напора при сравнительно небольших подачах воды. Такие устройства создают напор, примерно соответствующий совокупному показателю нагнетаемого давления потока воды в системе несколькими устройствами;
  • Фекальные насосы используются для взаимодействия с жидкостями, содержащими большое количество разнообразных примесей. Подвод рабочей жидкости выполняется в осевом направлении. В быту и промышленности применяются вертикальные и горизонтальные устройства. Основной отличительной особенностью таких устройств является сравнительно небольшое количество лопастей на колесе. Корпус фекального насоса оборудован специальными лючками, необходимыми для выполнения обслуживания устройства.
  • Землесосы и песковые устройства применяются для взаимодействия с промышленными стоками, содержащими много различных примесей. Такие модели насосов способствуют перекачке гидросмеси с нормальной объемной массой 3 кг/л.

Отдельно следует рассмотреть центробежные насосы для добычи воды из скважин.

Принцип функционирования

Каналы между лопастями в процессе функционирования центробежного насоса заполняются водой. Когда вал вращается, на воду, расположенную между лопастями, оказывает воздействие центробежная сила, способствующая выводу жидкости из-под рабочей ступени. Таким образом, в центре ступени может возникать разряжение, сопровождаемое увеличением показателя давления на периферии. Вода перекачивается по всасывающему трубопроводу, а затем через патрубок направляется в насос.

Читайте также:  Как выбрать инвертор 12 220в

Рабочая жидкость движется по трубопроводу, благодаря разнице в показателях давления в центральной части колеса и используемой приемной емкости. Вода под давлением выводится из рабочего колеса, направляется в спиральную камеру, а затем поступает в напорный патрубок, через который перетекает в напорный трубопровод. Показатель центробежной силы значительно повышается при увеличении числа оборотов вала, следовательно, повышается напор в системе. В качестве движущего привода для центробежных насосов может применяться обычный электродвигатель или турбина.

Центробежные насосы являются самыми распространённым насосами в мире. Благодаря своей конструкции и стабильной работе этот тип насосов нашел широкое применение, как для решения бытовых задач, так и для основных технологических процессов в самых различных отраслях промышленности. В данной статье будет дано полное описание центробежных насосов, рассказано как работает центробежный насос, его классификация и основные области использования.

Принцип действия центробежного насоса

Основным элементом центробежного насоса является рабочее колесо (импеллер), расположенное внутри спирального корпуса (улитка), которое имеет лопасти, направленные в обратную сторону относительно вращению самого колеса. Импеллер устанавливается на вал, который соединен с приводом насоса. При старте работы агрегата рабочее колесо начинает вращаться, и жидкость через всасывающий патрубок поступает вдоль оси вращения колеса.

Под действием центробежной силы, жидкость перемещается по каналам между лопастями в радиальном направлении (от центра импеллера к его периферии) в спиральную камеру корпуса насоса, а затем и в нагнетательный патрубок насоса. На периферии рабочего колеса располагается зона повышенного давления. В центре же давление понижено, что обеспечивает постоянное поступление жидкости в насос.

Конструкция центробежных насосов

Центробежный насос состоит из следующих основных частей:

  • Всасывающий патрубок
  • Нагнетательный патрубок
  • Спиральный корпус (проточная часть насоса)
  • Рабочее колесо (импеллер)
  • Уплотнение вала
  • Картер насос

Классификация центробежных насосов

Центробежные насосы можно классифицировать по конструктивным исполнениям его основных элементов, по типу установки и назначению.

По расположению патрубков насосов

  • Насос «ин-лайн» типа. У данного типа насоса всасывающий и нагнетательный патрубок находятся на одной линии друг напротив друга. Перекачиваемая жидкость проходит сквозь насос. Насос устанавливается на прямых участках трубопровода.

Насос ин-лайн

  • Консольные насосы. Жидкость поступает в центр рабочего колеса (импеллера). Патрубки расположены под 90˚С относительно друг друга.

Консольные насосы

По количеству ступеней насоса

  • Одноступенчатый насос. Насос с одним рабочим колесом на валу. Данные насосы используются при задачах, где не требуется обеспечивать высокий напор. Максимальный напор у одноступенчатых насосах обычно не превышает.

Одноступенчатый насос

  • Многоступенчатый насос имеет на валу более одного последовательно соединённых колес. Такой тип насосов используется для обеспечения высокого напора при сравнительно небольшом расходе. Высокий напор создается благодаря сумме напоров, создаваемых каждым отдельным колесом. Перекачиваемая жидкость переходит последовательно от одной ступени к другой.
Читайте также:  Холодная сварка для алюминия отзывы
  • Многоступенчатый насос
  • По типу уплотнения вала

    Для защиты от попадания перекачиваемой жидкости в окружающую среду и в механическую часть центробежного насоса используются различные уплотнительные системы. По типу применяемой системы насосы можно разделить на:

    • Центробежные насосы с сальниковым уплотнением (ссылка на сальниковое уплотнение)
    • Центробежные насосы с торцевым уплотнением (одинарным или двойным) (ссылка на торцевое уплотнение)
    • Центробежные насосы с магнитной муфтой (ссылка на магнитную муфту)
    • Центробежные насосы герметичные с мокрым ротором (ссылка на мокрый ротор)
    • Центробежные насосы с динамическим уплотнением (ссылка на динамическое уплотнение)

    По типу соединения с электродвигателем

    Центробежные насосы разделяются также по типу соединения гидравлической части насоса с электродвигателем. Выделяют типы:

      Насос с соединительной муфтой. Упругая муфта — это элемент, позволяющий соединить вал электродвигателя и вал, на котором крепится рабочее колесо. Для этого используется, как обычная муфта, так и муфта с промежуточным элементом. Использование промежуточного элемента позволяет не отсоединять электродвигатель при техническом обслуживании насоса, например при замене торцевого уплотнения.

    Обычная муфта

    Муфта с промежуточным элементом
    Моноблочный насос. У данного типа насосов рабочее колесо крепится либо сразу на удлиненном валу электродвигателя, либо для соединения вала двигателя и насоса используется неподвижная постоянная глухая муфта. Центробежный насос с глухой муфтой

    По назначению

    Благодаря своим конструкционным возможностям назначение центробежного насоса может быть самым различным. По данному показателю выделяют следующие типы центробежных насосов:

    • Дренажные
    • Скважинные
    • Фекальные
    • Шламовые
    • Пищевые
    • Санитарные
    • Пожарные
    • Самовсасывающие

    Материальное исполнение центробежных насосов

    Центробежные насосы применяются практически во всех отраслях промышленности, перекачивают самые различные жидкости, начиная с воды и заканчивая высоко агрессивными и абразивными суспензиями.

    Поэтому выбор материалов для основных элементов центробежных насосов очень широкий и чаще всего он основывается на стойкости данного материала к свойствам перекачиваемой жидкости (ссылка на таблице хим. стойкости) и условиям работы самого насоса.

    Можно выделить следующие основные материалы:

    Металлическое исполнение

    • Чугун
    • Бронза
    • Углеродистая сталь
    • Нержавеющая сталь
    • Дуплекс
    • Супер-дуплекс
    • Титан
    • И.т.д

    Футерованные и пластиковые исполнения

    При работе с высоко агрессивными жидкостями, например с кислотами, металлическое исполнение не всегда может обеспечить необходимой коррозионной защиты. Либо применения сверхстойких сплавов может привести к значительному удорожанию всей конструкции.

    Поэтому широкое распространение приобрело использования самых различных пластиков, в качестве основного материала контактирующего со средой в центробежных насосах.

    Можно выделить два основных типа:

    • Футерованные насосы. Футеровка – это процесс нанесения пластикового покрытия на металлический корпус насоса. Все элементы контактирующие с перекачиваемой средой покрыты слоем полимера, что значительно увеличивает коррозионною устойчивость всей проточной части. Современные технологии обеспечивают отличное сцепление между покрытием и корпусом, т.к при отливке полимер заполняет все полости и зазоры.

    • Пластиковые центробежные насосы. Основные элементы насоса, контактирующие со средой, выполнены из цельного пластика, обработанного на специальных станках.
    Читайте также:  Регулятор оборотов что это

    Материалы для футерованных и пластиковых насосов:

    • PP — полипропилен
    • PVDF- поливинилденефлуорид
    • PE – полиэтилен
    • PVC – поливинилхлорид
    • PFA – перфторалкоксил
    • PTFE – политетрафторэтилен
    • ETFE – этилентетрафторэтилен (Tefzel)
    • FEP – фторэтиленпропилен

    Материалы уплотнительных колец

    В качестве уплотнительных колец в центробежных насосах чаще всего используют следующие эластомеры:

    • EPDM — Этилен-пропиленовые каучук
    • NBR — Бутадиен-нитрильный каучук
    • FPM/FKM/Viton — Фторкаучук
    • FFKM — Каучук перфторированный

    Преимущества и недостатки центробежных насосов

    Преимущества:

    • Простая конструкция
    • Немного движущихся частей, большой срок службы
    • Высокий КПД
    • Высокие показатели производительности
    • Постоянная подача, без пульсаций
    • Регулировка производительности с помощью дроссельного клапана на линии нагнетания или частотного преобразователя

    Недостатки

    • Невозможность «самовсасывания»
    • Большой риск кавитации
    • Производительность сильно зависит от напора
    • Наиболее эффективны только в одной заданной рабочей точке. При регулировании подачи с помощью частотного преобразователя эффективность понижается
    • Не может работать с мультифазными жидкостями с содержанием воздуха или газа
    • При перекачки абразивных жидкостей возможный быстрый износ основных элементов из-за высокой скорости вращения рабочего колеса (около 1500 об/мин).
    • Не может работать с высоковязкими жидкостями (макс. 150 сСт)

    Области применения

    Центробежные насосы применяются практически во всех отраслях промышленности.

    Основные из них:

    Водоснабжение и водоотведение

    Нефтяная и газовая промышленность

    Основные производители

    Крупных игроков на рынке центробежных насосов можно также разбить по отраслям в которых они наиболее сильны:

    Какой выбрать центробежный насос для колодца, чтобы упростить добычу воды? Колодец является основным источником добычи живительной влаги там, где нет доступа к водопроводной сети (фото 1). Если вы дачник, то знаете, что для полива огорода, особенно в жаркое время года, 1-2 ведра воды — это ничто, и чтобы обеспечить растения влагой, вам придется крутить ворот с самого утра до поздней ночи, чтобы собрать достаточное количество воды.

    Еще тяжелее сельским жителям, чья семья нуждается в воде для питья, купания, стирки и приготовления пищи ежедневно. Не тратьте свои усилия попусту, доставьте воду в дом и на участок, установив центробежный насос в колодец, тем самым сэкономив энергию и время для более важных дел. Существует несколько нюансов, исходя из которых стоит выбирать центробежный насос. В зависимости от места установки прибора в колодец выделяют 2 основные разновидности такой техники:

    1. Поверхностные модели. Те, что не контактируют с водой и располагаются возле ее источника.
    2. Погружные (или глубинные) модели. Приборы, опускающиеся непосредственно в воду на разную глубину.

    Каждый из представленных приборов для перекачки жидкости имеет свои особенности, достоинства и недостатки. Если вас интересует исключительно полив огорода, отдайте предпочтение устройству, в комплектацию которого входит шланг. Если же необходимо обеспечить весь дом водой, лучше использовать агрегат, к которому можно подсоединить не только шланг, но и трубопровод. Ниже приведено подробное описание разновидностей центробежных насосов и способы их эксплуатации в хозяйстве.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector